計(jì)算機(jī)圖形學(xué)第七章圖形繪制管線-資料下載頁(yè)
2025-05-12 15:31本頁(yè)面
【正文】 完成對(duì)多邊形的掃描轉(zhuǎn)換。對(duì)每條掃描線，多邊形的掃描轉(zhuǎn)換分為四個(gè)步驟： 求交、排序、配對(duì)、著色。 X Y 位面：屏幕空間對(duì)應(yīng)著同樣大小一組位面，位面的數(shù)目決定了每個(gè)象素的變化能力。其中最基本的是顏色位面和深度位面。 緩沖區(qū)：常稱(chēng)一組位面為緩沖區(qū)（ buffer） 。幀緩沖區(qū)（ frame buffer）通常指系統(tǒng)包含的所有位面，它又細(xì)分為各種不同功能的緩沖區(qū)。 顏色緩沖區(qū)示意圖 位面 顏色位面 顏色位面就是屏幕的顯示內(nèi)容。為了避免觀察者看到光柵化過(guò)程，圖形系統(tǒng)一般都使用了雙緩沖機(jī)制：即提供兩組顏色位面，分別稱(chēng)為前緩沖和后緩沖。前緩沖處于顯示狀態(tài)，即屏幕看到的內(nèi)容；后緩沖用于在非顯示狀態(tài)下進(jìn)行光柵化。一旦后緩沖繪制完畢，則切換前后緩沖。 深度位面 深度位面又稱(chēng)為 Z緩沖器，它為每個(gè)象素存貯著一個(gè) z值，這個(gè) z值是從相機(jī)到最近圖元之間的距離。 當(dāng)將一個(gè)圖元繪制為相應(yīng)的象素時(shí)，需要計(jì)算象素位置處圖元的 z值并與同一象素 Z緩沖器內(nèi)容進(jìn)行比較。如果新得到的 z值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 Z緩沖器中的 z值，那么說(shuō)明即將繪制的圖元與相機(jī)的距離比原來(lái)距離相機(jī)較近的圖元還要近。這樣，象素的 z值和顏色就由當(dāng)前圖元對(duì)應(yīng)的 z值和顏色進(jìn)行更新。如果計(jì)算出來(lái)的 z值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 Z緩沖器中的 z值，那么顏色緩沖器和 Z緩沖器就不變。 Z緩沖器算法非常簡(jiǎn)單，圖元的繪制順序可以是任意的，所以被大量使用。 但這種算法不支持對(duì)半透明物體的繪制。對(duì)半透明物體的繪制順序是：首先使用 Z緩沖器對(duì)所有非透明物體進(jìn)行繪制，然后在使用z值比較但禁止寫(xiě)入 Z緩沖器的情況下，使用畫(huà)家算法按從后向前順序?qū)Π胪该魑矬w進(jìn)行合成繪制。 其它位面 除去顏色緩沖和深度緩沖外，還可以使用一些其它的緩沖器來(lái)產(chǎn)生一些圖像的不同組合，例如： alpha緩沖器可以為每個(gè)象素存儲(chǔ)一個(gè)的不透明度值； 模板緩沖器的內(nèi)容可以用來(lái)控制顏色緩沖器和 Z緩沖器的繪制，而繪圖函數(shù)可以用不同模式將圖元繪制到模板緩沖器中。在產(chǎn)生特殊效果方面，模板緩沖器是一個(gè)強(qiáng)大的工具； 累加緩沖器可以用一組不同的方式對(duì)繪制的多幅圖像進(jìn)行累積，能夠產(chǎn)生反走樣、運(yùn)動(dòng)模糊、深度場(chǎng)和軟陰影等效果。 管線的繪制結(jié)果 圖元經(jīng)過(guò)光柵階段的處理，從相機(jī)處看到的場(chǎng)景就可以在屏幕上顯示出來(lái)。這些圖元可以用合適的著色模型進(jìn)行繪制，如果應(yīng)用紋理技術(shù)，就會(huì)顯示出紋理效果。
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